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2 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.40 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.1Zeigegeräte (1)  Zeigen  das Bedienen einer grafischen Benutzungsoberfläche, bei der ein Eingabegerät benutzt wird, um ein kleines Objekt (wie einen Zeiger) zu einer bestimmten Stelle auf der Anzeige zu bewegen.  Direktes Zeigen  das Treffen eines Zielobjektes ohne Unterstützung durch eine Systemrückmeldung  Indirektes Zeigen  Nutzung einer visuellen Rückmeldung des Systems um ein Zielobjekt zu treffen

3 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.41 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.1Zeigegeräte (2)  Widersprüchliche Definition  Beim direkten Zeigen wird gerade kein kleines Objekt (wie ein Zeiger) zu einer bestimmten Stelle auf der Anzeige bewegt, sondern direkt das Zielobjekt getroffen.  Zeigen = Direktes Zeigen  auch in der Umgangssprache so verwendet  unmittelbar am Ausgabegerät  Zeiger nicht erforderlich und ergonomisch nicht sinnvoll  keine Trennung zwischen Zielansteuerung und Aktion am Ziel  Freiheitsgrade  zweidimensional an Bildschirmen  in virtuellen Umgebungen viele Freiheitsgrade möglich => 6.1.8

4 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.42 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Berührungsbildschirm (Touchscreen)  Technische Realisierung  mit allen Arten von visuellen Anzeigen möglich  verschiedene Arten der Berührungsauswertung kapazitiv projiziert kapazitiv induktiv resistiv Ultraschallwellen Lichtschranken Lichtwellen Kraftsensoren

5 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.43 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Kapazitiver Berührungsbildschirm (1)  Prinzipzeichnung ClearTek kapazitiver MicroTouch Berührbildschirm von 3M Touch Systems www.3m.com/us/electronics_mfg/touch_systems/EWCD/Korea/downloads/PDFs/Capacitive-OV.pdf  Aufbau

6 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.44 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Kapazitiver Berührungsbildschirm (2)  Funktionsweise  leitfähige Beschichtung der Glasscheibe  über die Schicht verteilte Spannung  Berührung leitet Spannung ab  Ermittlung des Berührungspunktes durch Spannungsmessung  Vorteile  empfindlich  schnell  gut zum Ziehen  Nachteile  nicht mit Handschuhen bedienbar  Schicht kann zerkratzt werden

7 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.45 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Projiziert kapazitiver Berührungsbildschirm (1)  Prinzipzeichnung  Aufbau Near Field Imaging projiziert-kapazitiver MicroTouch Berührbildschirm von 3M Touch Systems www.3m.com/us/electronics_mfg/touch_systems/EWCD/Korea/downloads/PDFs/Capacitive-OV.pdf

8 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.46 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Projiziert kapazitiver Berührungsbildschirm (2)  Funktionsweise  Raster mit Wechselfeld  Feld wird durch eindringende Ladung gestört  Ermittlung des Berührungspunktes durch Messung der Feldänderung  Vorteile  funktioniert durch dicke nicht leitende Schichten  somit auch durch Handschuhe  absolut vandalismusfest  Nachteile  hoher Aufwand für gute Genauigkeit  kann durch elektromagnetische Felder gestört werden

9 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.47 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Induktiver Berührungsbildschirm  Funktionsweise  Raster mit Wechselfeld (ähnlich projiziert kapazitiv)  Feld wird durch eine Spule gestört (in der Regel an einem Griffel)  Ermittlung des Berührungspunktes durch Messung der Feldänderung  Vorteile  sehr genau  Nachteile  Griffel als Zusatzgerät erforderlich => 6.1.6.3  reagiert nicht auf Berührung mit dem Finger  Griffel anfällig gegen Diebstahl und Vandalismus

10 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.48 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Resistiver Berührungsbildschirm (1)  Prinzipzeichnung AccuTouch Berührbildschirm von elo Touchsystems www.elotouch.de/Produkte/Touchscreens/AccuTouch/accworks.asp

11 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.49 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Resistiver Berührungsbildschirm (2)  Funktionsweise  Matrix aus Widerstandsdrähten, leitende Folie, dazwischen nicht leitende Abstandshalter  Berührung drückt Folie gegen die Drahtmatrix  Ermittlung des Berührungspunktes durch Spannungsmessung  Vorteile  hohe Auflösung  funktioniert auch mit Stift oder ähnlichem Gegenstand  preisgünstig  gewisse kinästhetische Rückmeldung  Nachteile  Folie kann aufgerissen werden

12 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.50 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Berührungsbildschirm mit Ultraschallwellen (1)  Prinzipzeichnung IntelliTouch Berührbildschirm von elo Touchsystems www.elotouch.de/Produkte/Touchscreens/IntelliTouch/intelwork.asp www.elotouch.de/Produkte/Touchscreens/IntelliTouch/intelwork.asp

13 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.51 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Berührungsbildschirm mit Ultraschallwellen (2)  Funktionsweise  Ultraschallgeber und Reflektoren erzeugen Matrix aus Ultraschallwellen  Empfänger nehmen Ultraschallwellen auf  Berührung unterbricht Lauf der Schallwellen  Vorteile  sehr hohe Auflösung  gutes Bild, weil vor Anzeige nur reine Glasscheibe (ggf. entspiegelt)  weitgehend vandalismusfest  Nachteile  etwas teurer als andere Verfahren

14 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.52 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Berührungsbildschirm mit Lichtschranken (1)  Prinzipzeichnung CarrollTouch Berührbildschirme von elo Touchsystems www.elotouch.de/Produkte/Touchscreens/CarrollTouch/ctwork.asp

15 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.53 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Berührungsbildschirm mit Lichtschranken (2)  Funktionsweise  Infrarot-Leuchtdioden und Fototransistoren erzeugen Matrix aus Lichtschranken  Berührung unterbricht jeweils zwei dieser Lichtschranken  Vorteile  unempfindlich gegen Umwelteinflüsse  sehr gutes Bild, weil nichts vor der Anzeige  Nachteile  relativ grobe Auflösung

16 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.54 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester E6.1.6.2Berührungsbildschirm mit Lichtwellen (1)  Prinzipzeichnung Quelle: sethsandler.com/multitouch/ftir/sethsandler.com/multitouch/ftir/

17 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.55 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester E6.1.6.2Berührungsbildschirm mit Lichtwellen (2)  Funktionsweise  Infrarotlicht in einer Glasscheibe wird durch Finger gestreut  gestreutes Licht tritt nach unten / hinten aus  Infrarotkamera unter / hinter der Glasscheibe nimmt das gestreute Licht wahr  Verschiedene einander ähnelnde technische Lösungen FTIRFrustrated Total Internal Reflection DIDiffuse Illumination DSIDiffuse Surface Illumination LLPLaser Light Plane

18 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.56 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester E6.1.6.2Berührungsbildschirm mit Lichtwellen (3)  Vorteile  kombinierbar mit Erkennung von Markern  Erkennung beliebig vieler Berührungen  kostengünstig  Nachteile  Abstand zwischen Kamera und Glasscheibe erforderlich hauptsächlich für Tischeinbau  abhängig vom jeweiligen Verfahren zum Teil nur mit Projektion schwierig zum Ziehen

19 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.57 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Berührungsbildschirm mit Kraftsensoren (1)  Prinzipzeichnung Piezo Touch Berührbildschirme von Diessner Datentechnik 2005 unter www.ddt.de (Website existiert nicht mehr)

20 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.58 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Berührungsbildschirm mit Kraftsensoren (2)  Funktionsweise  Glasscheibe ruht auf vier piezoelektrischen Kraftaufnehmern  Berührung bewirkt unterschiedlichen Druck in den vier Punkten  Berechnung des Ortes nach Kräfteparallelogramm  Vorteile  absolut unempfindlich gegen Umwelteinflüsse und Vandalismus  gewisse kinästhetische Rückmeldung  Nachteile  relativ starker Druck erforderlich  ungünstig für Ziehen von Objekten  nicht mehr am Markt

21 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.59 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Verwendung von Berührungsbildschirmen (1)  vorwiegend zur Auswahl  mit Fingern nur grobe Positionierung  alphanumerische Eingabe umständlich  auch für Eingabe von Gesten  Mehrfachberührungsbildschirme (Multi-Touch-Screen)  Einstellbare Eigenschaften  Auswertung der Berührung beim Drücken beim Loslassen  Mausemulation  Gesten Zoom-Geste am Mehrfachberührungsbildschirm

22 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.60 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Verwendung von Berührungsbildschirmen (2)  in allen Einsatzumgebungen  vandalismusresistente Ausführungen  Schutz gegen Umwelteinflüsse möglich  auch für computerunterstützte Zusammenarbeit (CSCW)  elektronische Tafel  zum Teil auch mit zusätzlichen Stiften bedienbar  DynaWall / Roomware DynaWall / Roomware  Bedienbarkeit  intuitiv  aber Berührungsängste möglich

23 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.61 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Ergonomie von Berührungsbildschirmen (1)  DIN EN ISO 9241-410 Anhang J  Forderungen  unmittelbare Rückmeldung akustisch optisch taktil (z.B. Vibration) kinästhetisch (z.B. Luftpolster)  Minimierung statischer Haltearbeit z.B. durch Anbringung in Pultform  Ziele ausreichend groß genügend gut getrennt  außerdem Anforderungen an die Darstellung

24 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.62 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.2Ergonomie von Berührungsbildschirmen (2)  Probleme in der Praxis  Fahrkartenautomat 2004 Virtuelle alphabetische Tastatur am Touchscreen (Fahrkartenautomat der DB AG 2004)  Berührbildschirm in kapazitiver Technik  Höhe der Anbringung  Parallaxe  Reflexionen  Verschmutzung  alphabetische Anordnung der Tasten  Darstellung

25 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.63 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.3Lichtgriffel (1)  Definition  lichtempfindliches Eingabegerät, das beim Zeigen auf einen bestimmten Ort auf der Anzeige seine Position zu dem System feststellt  Technische Realisierung  Lichtsensor  in Verbindung mit Kathodenstrahlröhre  Auswertung über Laufzeit des Strahls  Stift über Kabel mit Rechner verbunden  oft mit einer Auslösetaste Quelle: Christian Wurster, Computer – Eine illustrierte Geschichte. Taschen, Köln 2002. Seite 210.

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27 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.65 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.3Griffel (1) Intuos Creative Stylus 2 von Wacom www.wacom.com/de-de/products/stylus/intuos-creative-stylus-2  Definition (DIN EN ISO 9241-400) stiftartiges Zeigegerät, das beim Berühren einer Anzeige oder eines grafischen Tablettes zum Zeichnen von Bildern auf der Anzeige oder zum Auswählen von angezeigten Objekten genutzt werden kann, üblicherweise durch Drücken der Griffelspitze oder durch Betätigen einer Taste seitlich am Griffel

28 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.66 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.3Griffel (2)  Technische Realisierung  heute meist induktiv  kabellos  Stelleinrichtungen druckempfindliche Spitze (binär oder mehrstufig) eine Taste oder mehrere Airbrush von Wacom, (nicht mehr erhältlich, 2013 unter www.wacom.com/gb/en/creative/intuos-pro-m )

29 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.67 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.3Griffel (3)  Ergonomische Anforderungen  grifffest  Länge 120 bis 180 mm  Durchmesser 7 bis 20 mm  Gewicht 10 bis 25 g  möglichst kabellos  Schaltelemente mit kinästhetischer Rückmeldung leicht zu betätigen, aber nicht versehentlich keine Positionsveränderung beim Schalten  Verwendung  am Tablett => 6.1.7.6  am Bildschirm Tablett-PC Bildschirmtablett

30 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.68 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.3Bildschirmtablett mit Griffel  Technische Realisierung  Kombination aus Bildschirm und Tablett mit Griffel  durchsichtiges Tablett auf LCD-Schirm  kabelloser Stift mit Druckauswertung  Verwendung  grafische Anwendungen Handhabung wie Zeichenstift oder Spritzpistole auf Papier geringerer Platzbedarf als bei Tablett und Bildschirm => Tablett 6.1.7.6 Cintiq 22HD Bildschirmtablett von Wacom, www.wacom.com/de-de/products/pen-displays/cintiq-22-hd-touch

31 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.69 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.3Tablett-PC mit Griffel  Technische Realisierung  Bildschirmtablett  ggf. auch Berührungsbildschirm  ggf. Lagesensoren  Verwendung  handschriftliche Notizen  Formularauswahl  Steuerung von Anwendungen Handschriftliche Eingabe mit Griffel am Tablett-PC

32 © Prof. Dr. Andreas M. Heinecke, WHS Gelsenkirchen. http://mci.drheinecke.dehttp://mci.drheinecke.de Wissen. Was praktisch zählt. Stand: 29.10.15 Folie 6.70 Mensch-Computer-Interaktion WS 2015/2016 – Alle Bachelor-Studiengänge der Informatik – 1. Semester 6.1.6.3Berührungsbildschirm mit Eingabestift  Technische Realisierung  leitender Stift am kapazitiven Berührungsbildschirm  keine Stellelemente  keine eigene Funktionalität  daher kein Griffel  Verwendung  zur präziseren Bedienung anstatt des Fingers Eingabe mit Stift statt Finger am kapazitiven Tablett-PC